武大环工考研总结-固体废物的处理与处置

《固体废物的处理与处置》复习要点（高教版固体废物的处理与处置）1. 固体废物的概念1,有害固体废物的概念6固体废物是指在社会的生产、生活、流通、消费等一系列活动中产生的一般不在具有使用价值而被丢弃的以固态和泥状存在的物质。有害固体废物泛指除了放射性废物以外，具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性因而可能对人类的生活环境产生危害的废物。2. 无害化16、减量化17、资源化的概念18固体废物“无害化”处理的基本任务是将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康，不污染周围的自然环境（包括原生环境与次生环境）。固体废物“减量化”处理的基本任务是通过适宜的手段减少和减小固体废物的数量和容积。固体废物“资源化”处理的基本任务是采取工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源。3. 固体废物处理14-15、处置方法15-16和污染控制途径12-13固体废物处理方法：①、物理处理:通过浓缩或者相变化改变固体废物的结构，使之便于运输。储存处理。包括压实、破碎、分选、增稠，吸附，萃取②、化学处理：采用化学方法破坏固废中的有害成分从而达到无害化，或转变为更容易处理的形态。包括氧化还原、中和、化学沉淀等③、生物处理：利用微生物分解固废中的可降解有机物，从而达到无害化或综合利用。包括厌氧处理。好氧处理和兼性厌氧处理④、热处理：通过高温破坏和改变固废的组成和结构同时达到减容无害化的目的。包括焚烧，热解，烧结等⑤、固化处理：采用固化剂将废物固定或包覆起来降低其对环境危害固体废物处置方法：①、海洋处置海洋处置方法包括深海投弃和海上焚烧。②、陆地处置陆地处置包括土地耕作、工程库或贮留池贮存、土地填埋和深井灌注几种。污染控制途径：①、改革生产工艺：采用无废或少废技术；采用精料；提高产品质量和使用年限②、发展物质循环利用工艺，使一种产品的废物成为另一种产品的原料，实现废物排放的最少化③、进行综合利用：对有些固废中的一些未起变化的原料或副产品和有价值的物质进行回收利用④、进行无害化处理与处置：通过焚烧、热解、氧化还原等方式，改变废物中有害物质的性质，使之无害化或有害物质含量达到国家标准。4. 容器收集垃圾和袋装垃圾收集方式的优缺点P29，讲了容器收集的方法和特点，讲了袋装的优点袋装的优点其也是容器收集的缺点，至于袋装的缺点自己总结去吧袋装垃圾收集方式的优点：可以减少垃圾箱附近的臭气和蚊蝇的孳生在清除和运输过程中不致有垃圾飞扬和撒漏装卸方便，减少了装卸时间缺点由于采用袋装化，增加了包装袋的消耗量，增加了收集成本包装袋在自然界难以降解，加重了白色污染容器收集垃圾的优点：收集的形式多种多样，满足不同的需求成本低廉，推广容易缺点：装卸不方便，增加了收集工人的工作量由于容器位置分散，垃圾收集工作量大如果不及时运走，在夏天温度高时会孳生蚊蝇，并产生恶臭如果密封不好，易造成垃圾逸出和飞扬5. 压实的概念41压实亦称压缩，即是利用机械的方法增加固体废物的聚集程度，增大容重和减小体积，便于装卸、运输、贮存和填埋。6. 破碎的概念47,破碎比的概念50利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程称为破碎。破碎比在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值称为破碎比。破碎比表示废物颗粒在破碎过程中减小的倍数。7. 固体废物的机械强度的概念47固体废物的机械强度是指固体废物抗破碎的阻力。通常用静载下测定的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度来表示。8. 比较低温破碎与常温破碎的区别P64-65一共就几行字而已，常温破碎没什么特别的，因此区别也就低温破碎的特点9. 分选的概念70固体废物分选简称废物分选，是废物处理的一种方法（单元操作），目的是将其中可回收利用的或不利于后续处理、处置工艺要求的物料分离出来。固体废物分选是根据物质的粒度、密度、磁性、点性、光电性、摩擦性、弹性以及表面湿润性的不同而进行分选的。可分为筛分，重力分选，磁力、电力、光电、摩擦及弹性分选以及浮选10. 筛分效率的概念71，影响筛分效率的因素72-74有哪些筛分效率是指实际得到的筛下产品重量与入筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料重量之比，用百分数表示。影响筛分效率的因素有：⑴固体废物的性质，包括物料的粒度状态，含水量和含泥量及颗粒形状固体废物的粒度组成对筛分效率影响较大，粒度小的颗粒越多，筛分效率越高，反之则越低；固体废物的含水率和含泥量对筛分效率有一定的影响；废物颗粒的形状对筛分效率也有影响，一般球形、立方形、多边形颗粒相对而言，筛分效率较高，而颗粒呈③在常温下可操作；④水泥固化体的浸出率较高，增容比较高，对有些废物需进行预处理和投加添加剂，增加了处理成本；水泥的碱性易使铵离子转变为氨气逸出⑤处理技术已相当成熟，广泛用于处理含重金属的危险废物，对放射性固体废物的固化容易实现安全运输和自动控制等。⑵、石灰固化①由于粉煤灰、水泥窑灰等本身就是废料，以废制废，处理成本更低②波索来反应不同于水泥的水合作用，固化体结构强度不如水泥③除有水泥固化的缺点外，易受酸性水溶液的侵蚀，需对固化体表面进行涂覆④主要用于处理油类污泥和重金属，污泥、氯化物、废酸等。⑶、塑料固化①固化体致密度高，重金属浸出率小，有一定抗辐射能力②增容比和固化体密度较小，便于贮运③塑料固化体耐老化性能较差，增加环境风险④处理费用较高⑤固化过程会释放出有害烟雾，易产生二次污染⑥主要用于处理重金属废物；低水平有机放射性废物；稳定非蒸发性的、液体状态的有机危险废物。⑷、沥青固化①沥青的热塑性使得固化体致密度高，空隙率降低，重金属浸出率小，为1×10-6g/(cm2·d)。②固化过程中干废物与固化剂之间的质量比通常为1:1~2:1，固化体的增容小。③无需养护，处理后就能固化。④由于沥青的导热性不好，加热蒸发伴夹带现象，易产生二次污染。⑤沥青不具备水泥的水化作用和吸水性，所以需预先对废物进行浓缩脱水处理，使得其工艺流程和装置较为得杂。⑥固化操作需在高温下完成，不宜处理在高温下易分解的有机溶剂及强氧化性废物。⑦一般用来处理中、低放射性蒸发残液、废水化学处理产生的污泥、焚烧炉产生的灰分，以及毒性较大的电镀污泥和砷渣等危险废物。⑸、熔融固化①固化体重金属浸出率很小，为1×10-7g/(cm2·d)②废物本身减容大，且固化体增容比较小③固化体热和化学稳定性高，抗辐射能力强④高温中易伴发重金属等的挥发，需严格控制气态污染物⑤能耗高，处理费用高⑥主要用于处理高放射性或剧毒废物。⑹、自胶结固化①自胶结固化是利用废物自身的胶结特性来达到固化目的的方法。②不需要加入大量添加剂，废物也不需要完全脱水，工艺简单，固化体化学性质稳定，具有抗渗透性高，抗微生物降解和污染物浸出速率低的特点，结构强度高。③该技术最大特点是以废治废，节省资源。但其应用的前提是废物中含有具备胶结特性的物质，因此适用范围较狭窄。只适用于含硫酸钙、亚硫酸钙泥渣或泥浆的处理17. 固体废物热值的概念，粗热值与净热值的区别157固体废物的热值是指单位重量的固体废物燃烧释放出来的热量，以kJ/kg表示。高位（粗）热值：化合物在一定温度下反应到达最终产物并返回起始温度的焓的变化，此时水为液态，可用氧弹量热计进行测量。低位（净）热值：与高位热值的意义相同，只是水是气态，为焚烧实际过程中利用的热值。18. 简述固体废物焚烧的产物163-164⑴、有机碳的焚烧产物是二氧化碳气体⑵、有机物中的氢的焚烧产物是水。若有氟或氯存在，也可能有它们的氢化物生成⑶、固体废物中的有机硫和有机磷，在焚烧过程中生成二氧化硫或三氧化硫以及五氧化二磷⑷、有机氮化物的焚烧产物主要是气态的氮，也有少量的氮氧化物生成。⑸、有机氟化物的焚烧产物是氟化氢，若体系中氢的量不足，可能出现四氟化碳或二氟氧碳。⑹、有机氯化物的焚烧产物是氯化氢。若氢量不足，则有游离的氯气产生。⑺、有机溴化物和碘化物焚烧后生成溴化氢及少量溴气和元素碘⑻、根据焚烧元素的种类和焚烧温度，金属在焚烧后可生成卤化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氢氧化物和氧化物等。⑼、若燃烧控制不良可能产生有毒气体，包括二噁英、多环芳烃、多氯联苯和醛类等。19. 试讨论提高燃烧温度的重要性及与NOx产物的关系废物的焚烧温度是指废物中有害组分在高温下氧化，分解直至被破坏所需达到的温度。它一般比废物的着火温度高得多。一般提高焚烧温度有利于废物中的有机毒物的分解和破坏，并可抑制黑烟的产生。高温焚烧是防治有毒有机化合物的最好方法，大多数有机物在800-1100被燃烧，如PCDD/PCDF（二噁英）约在925℃废物粒子在0.01~0.51微米之间，温度在900~1000℃含氯化合物的焚烧，温度在800~850℃以上时，氯气可以转化为氯化氢，以水洗涤法回收利用；低于800将燃烧温度提高到1000摄氏度左右，能使焚烧过程中产生恶臭的物质直接燃烧，防止恶臭的产生。在高温下氮气与氧气反应生成NOx，为防止NOx的高温生成，燃烧温度控制在1500℃在室温条件下几乎没有NO和NO2产生，在800K左右时候，两者的生成量仍无不足道，当>1500K时，有可观量的NOx生成20. 热解和气化有何区别热解（Pyrolysis）和气化（Gasification）有很多相似之处，实际上还是有区别的:热解不需要氧，物料不发生燃烧，但需外界供给热分解所需的热量。而气化是在热解反应器中通入部分空气、氧或蒸汽，使有机固体物料部分燃烧以提供热解反应所需热量，从而使有机物加热分解的热化学过程。气化过程需要供氧，物料发生部分燃烧，是一个自热维持的过程。21. 堆肥化的概念229堆肥化是指利用自然界中广泛存在的微生物，通过人为的调节和控制，促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。堆肥化（composting）的产物称为堆肥（compost），但有时也把堆肥化简单地称作堆肥。22. 好氧堆肥的影响因素237-239①、通风供氧量ⅰ、通风是好氧堆肥成功的重要因素，主要作用在于：提供氧气，以促进微生物的发酵过程；通过供气量的控制，调节最适温度；在维持最适温度的条件下，加大通风量去除水分。ⅱ、通风量主要取决于：堆肥原料中有机物含量、有机物中可降解成分的比例、可降解系数不同时间段的耗氧速率差别较大;有机物含量越高，供氧需求更大；宜将氧浓度维持在10％-18％，堆肥过程中最低氧浓度不能小于10％；氧浓度一旦低于10％，易进入厌氧状态并使堆肥产恶臭。②、含水率堆肥中水分的主要作用在于：(1)溶解有机物，参与微生物的新陈代谢；(2)水分蒸发时带走热量，调节堆肥温度。好氧堆肥最佳含水率为：50％-60％。水分过多时，会把空气从原料空隙中挤出，降低游离空隙率，从而易造成厌氧状态，而且会产生渗滤液的处理问题；水分低于40％时，微生物活性降低。③、温度、温度的作用主要是影响微长物的生长。一般认为嗜热菌对有机物的降解效率高于嗜温菌，现代的快速、高温好氧堆肥正利用这一特点。在堆肥过程中，堆体温度应控制在50-60℃当堆肥温度升到峰值以后，主要通过调节通风量来实现对温度的控制。④、有机质含量A有机物含量过低，不能提供足够的热能，影响嗜热菌增殖，难以维持高温发酵过程。B有机物含量大于80％时，堆制过程要求大量供氧，实践中常因供氧不足而发生部分厌氧过程⑤碳氮比ⅰ、堆肥化过程中碳和氮的作用：微生物以碳作为能源，一部分碳用于构成细胞物质，另一部分碳则被转化成CO2而释放出来，氮则主要用于合成细胞原生质而留于系统内。ⅱ、最佳的C/N比：城市生活垃圾堆肥，最佳C/N比为(26~35):1；成品堆肥适宜C/N为（10~20:1）。碳氮比过低(＜20:1)微生物的繁殖就会因能量不足而受到抑制，导致分解缓慢且不彻底；碳氮比过高(＞40:1)在成品堆肥施入土壤后，将会发生夺取土壤中氮素的现象。产生“氮饥饿”状态，导致对作物生长产生不良影响⑥pH值适宜的pH值可使微生物有效地发挥其应有的作用，而过高或过低的pH值都会对堆肥的效率产生影响。如当pH值降至4.5以下时，说明发生了厌氧发酵。一般认为pH值在7.5~8.5时，可获得最大堆肥速率。23. 腐熟度的概念242腐熟度即堆肥完成度，即堆肥中的有机质经过矿化、腐殖化过程最后达到稳定的程度。是国际上公认的衡量堆肥反应进行程度的一个概念性参数。24. 粉煤灰的活性概念274粉煤灰的活性也就是火山灰活性。火山灰活性是指火山灰、凝灰石、浮石、硅藻土等天然火山灰类物质所具有的这样一些性能：（1）其成分中SiO2和Al2O3为主（75-85%），且含有相当多的玻璃体或其它无定形物质（2）其本身无水硬性（3）在潮湿环境，能与Ca（OH）2等发生反应，生成一系列水化产物—凝胶；（4）上述水化产物无论在空气中还是在水中都能硬化产生明显的强度。粉煤灰属于人工火山灰类物质，具有上述性能。25. 解释“煤矸石的强度活性”含义及其影响因素294-295，从煤矸石的活性和煤矸石的发热量阐述其综合利用的途径煤矸石的强度活性是指煤矸石作为某种胶凝材料的一个组分时，该胶凝材料应具有的强度。这一概念有2个含义：一是以制品的强度表征煤矸石的活性；二是必须根据应用途径，确定相应的试件配方和养护条件。煤矸石的强度活性依赖于煤矸石的煅烧温度与制品的与养护条件。烧结砖可以利用这部分热量，煤矸石在煅烧条件下具有更大活性，这才是关键。P301讲的煤矸石的两大用途①制水泥（强度活性）②烧结砖（发热量）影响因素：煅烧温度：同一种煤矸石，由于煅烧温度不同，强度活性有较大波动；不同的煤矸石又有子的各自的最佳煅烧温度和相应的最高强度活性养护条件：不同的养护条件得到的水花产物不同，因此强度不同，一般说来，蒸压养护制品的强度大于蒸养制品。综合利用途径：26. 高炉渣碱度的概念306高炉渣的碱度是指矿渣主要成分中的碱性氧化物和酸性氧化物的含量比。冶炼钢生铁和铸造生铁，当炉渣中Al2O3和MgO含量变化不大时，炉渣碱度用CaO比SiO2来表示。也可用总碱度CaO+MgO比SiO2表示。27. 高炉渣的综合利用途径312-315（一）水渣制建材（1）矿渣硅酸盐水泥此种水泥是将水泥熟料、水渣和3-5%的石膏混合磨制而成。其中，水渣的掺量，视生产的水泥标号而定，一般为30-70%。（2）矿渣混凝土矿渣混凝土是以水渣为原料。配入激发剂，（水泥熟料、石灰、石膏），放入轮碾机中加水碾磨与骨料拌合而成。（二）重矿渣作骨料和路基（1）作骨料配置混凝土矿渣碎石混凝土除具有与普通混凝土相当的基本力学性能外，还具有良好的保温隔热和抗渗性能（2）矿渣碎石作路材（三）膨珠作轻骨料配置混凝土用膨珠作粗、细骨料与胶结材料水泥、掺合料粉煤灰配制混凝土，强度可达100-300号，容重比普通混凝土轻四分之一左右。膨珠混凝土保温性好，弹性模量高，